【摘要】：大興安嶺北段-小興安嶺地區(qū)位于中亞造山帶的東段,被北部的西伯利亞板塊、南部的華北板塊和東部的太平洋板塊所夾持。該區(qū)自顯生宙以來(lái)先后經(jīng)歷了古亞洲洋、蒙古-鄂霍次克洋和西太平洋的演化,地質(zhì)構(gòu)造十分復(fù)雜。由于大面積的森林植被覆蓋和漫長(zhǎng)的結(jié)冰期,該區(qū)的地質(zhì)研究程度相對(duì)較低。20世紀(jì)90年代以來(lái),隨著地質(zhì)找礦工作的系統(tǒng)開(kāi)展,該區(qū)相繼發(fā)現(xiàn)了一大批重要的內(nèi)生金屬礦床,以斑巖型銅、鉬礦床最為典型。本文以最新勘查成果為基礎(chǔ),對(duì)多寶山銅礦、銅山銅礦、岔路口鋁多金屬礦和鹿鳴鉬礦進(jìn)行了重點(diǎn)剖析,分析了斑巖型銅、鋁礦床的地質(zhì)特征、成礦流體特征、穩(wěn)定同位素特征、成礦時(shí)代和礦床成因,對(duì)與成礦有關(guān)的巖漿巖進(jìn)行了鋯石U-Pb年代學(xué)、巖石地球化學(xué)和Sr-Nd-Hf同位素地球化學(xué)研究,同時(shí)結(jié)合前人研究資料,探討了斑巖型銅、鋁礦床的時(shí)空分布規(guī)律及地球動(dòng)力學(xué)背景,為下一步成礦預(yù)測(cè)和找礦靶區(qū)優(yōu)選提供了理論依據(jù)。大興安嶺北段-小興安嶺地區(qū)自北向南可劃分為額爾古納地塊、興安地塊和松嫩地塊。額爾古納地塊在早古生代時(shí)期可能已經(jīng)轉(zhuǎn)為穩(wěn)定,此后興安地塊沿塔源-喜桂圖一帶與額爾古納地塊拼合。晚古生代晚期,松嫩地塊沿賀根山-黑河斷裂與上述聯(lián)合塊體發(fā)生拼貼。研究區(qū)地層出露較完整,但以古生界和中生界地層為主。前寒武系和寒武系地層主要由淺變質(zhì)巖組成,奧陶系-二疊系地層以碎屑巖和碳酸鹽巖為主,侏羅系和白堊系地層主要為火山巖和火山碎屑巖。區(qū)內(nèi)出露的巖漿巖以Ⅰ型和A型花崗巖最為普遍,主要形成于中生代,其次為晚古生代。構(gòu)造格局表現(xiàn)為近東西向的構(gòu)造被北東-北北東向的構(gòu)造所疊加,前者受古亞洲洋構(gòu)造體系控制,后者受濱西太平洋構(gòu)造體系控制。多寶山銅礦的礦體主要產(chǎn)于花崗閃長(zhǎng)巖中,礦體呈脈狀、透鏡狀、扁豆?fàn)?圍巖蝕變具有線型特征,可劃分為四個(gè)成礦階段：石英-鉀長(zhǎng)石階段→石英-輝鉬礦階段→石英-黃銅礦階段→石英-碳酸鹽階段。第Ⅱ階段成礦流體的均一溫度集中在240℃～320℃,鹽度為不飽和-過(guò)飽和,流體δD=-81.2‰～-74.2‰,δOH2O=4.3‰～4.8‰,表現(xiàn)為巖漿水特征；第Ⅲ階段流體均一溫度主要為140℃～180℃,鹽度為1.4～14.7 wt%NaCl eqv,流體δD=-88‰ ～-82.3‰,6OH2P=-2.3‰～2‰,表現(xiàn)為巖漿水和大氣降水的混合。金屬硫化物的δ34S=-0.76‰～1.1‰,表明硫主要來(lái)源于巖漿。輝鉬礦Re-Os同位素模式年齡為473.8 Ma～481.3Ma。礦區(qū)花崗閃長(zhǎng)巖、花崗斑巖和二云母二長(zhǎng)花崗巖的鋯石U-Pb年齡分別為480.4±2.8Ma.478.9±3.6Ma和232.3±2.5 Ma,三者均為高鉀鈣堿性系列,準(zhǔn)鋁質(zhì)-弱過(guò)鋁質(zhì),富集Rb、Ba、Th、U、Pb等大離子親石元素,相對(duì)虧損Nb、Ta、P、Ti等高場(chǎng)強(qiáng)元素。Sr-Nd-Hf同位素顯示巖漿起源于從虧損地幔中新生的地殼物質(zhì)的部分熔融。銅山銅礦的礦體主要賦存于多寶山組地層中,礦體以脈狀為主,圍巖蝕變呈面型,可劃分為四個(gè)成礦階段：石英-鉀長(zhǎng)石階段→石英-綠簾石-黃銅礦階段→石英.多金屬硫化物階段→石英-方解石-鐵白云石階段。第Ⅰ階段成礦流體均一溫度峰值為220℃～260℃和300℃～360℃,δD=-95.7‰,δOH2O=5‰:第Ⅱ階段流體均一溫度峰值為180℃～260℃,8D=-98.5‰～-93.2‰,δOH2O=2.6‰～3.2‰:第Ⅲ階段流體均一溫度峰值為為120℃～160℃,δD=-99.7‰,δOH2O=-4‰,從早到晚成礦流體逐漸由巖漿水向大氣降水演化。礦區(qū)金屬硫化物的硫同位素(δ34S-2.6‰～-1.1%0)和鉛同位素(206Pb/204Pb=17.682～17.798,207Pb/204Pb =15.471～15.495,208Pb/204Pb=37.395～37.52)特征均指示成礦物質(zhì)來(lái)源于巖漿。銅山礦區(qū)地表的英云閃長(zhǎng)巖中無(wú)礦化出現(xiàn),其成巖時(shí)代為214.3±2.6 Ma,與成礦無(wú)關(guān)。成礦巖體為隱伏的花崗閃長(zhǎng)巖體,在深部可能與多寶山礦區(qū)的花崗閃長(zhǎng)巖相連。岔路口鉬多金屬礦床上部為鉛鋅礦體、下部為鉬礦體。鉛鋅礦主要呈脈狀、透鏡狀產(chǎn)于青磐巖化圍巖中,鉬礦體呈穹窿狀產(chǎn)于花崗斑巖頂部的鉀化帶和石英-絹云母化帶中。成礦作用經(jīng)歷了四個(gè)階段：石英-鉀長(zhǎng)石階段→石英-輝鉬礦階段→石英-多金屬硫化物階段→螢石-方解石-石英階段。第Ⅰ階段成礦流體均一溫度集中在380℃～440℃,鹽度有兩個(gè)峰值：48～60 wt%NaCl eqv和6～16 wt%NaCl eqv;第Ⅱ階段流體均一溫度集中在300℃～400℃,鹽度主要為4～12 wt%NaCl eqv；第Ⅲ階段流體均一溫度峰值為260℃～300℃,鹽度3～5 wt%NaCI eqv；第Ⅳ階段流體均一溫度集中在160℃～260℃,鹽度0～5 wt%NaCleqv。成礦流體從早階段的高氧逸度、富CO2流體逐漸演化為晚階段的低氧逸度、貧CO2流體,其8D值較低(-144.5‰～-117.3‰),可能與巖漿去氣作用有關(guān)。礦區(qū)金屬硫化物的硫同位素(δ34S=1.8‰～2.9‰)和鉛同位素(206Pb/204Pb=18.311～18.356,207Pb/204Pb= 15.536～15.573,208Pb/204Pb=38.115～38.229)特征均指示巖漿來(lái)源。輝鉬礦Re-Os等時(shí)線年齡為144.7±2.6 Ma,與賦礦花崗斑巖的成巖時(shí)代基本一致(148.2±1.6 Ma)。礦區(qū)加里東期花崗斑巖的鋯石U-Pb年齡為464.9±2.8 Ma,可能是成礦母巖侵入的背景巖石。燕山期的黑云母二長(zhǎng)花崗巖、石英二長(zhǎng)斑巖和流紋巖的鋯石U-Pb年齡分別為163.0±0.9 Ma、135.3±1.6 Ma和135.1±1.2 Ma,表明流紋巖是于成礦之后噴出地表的。礦區(qū)的巖漿巖均表現(xiàn)為高鉀鈣堿性系列-鉀玄巖系列,準(zhǔn)鋁質(zhì)-弱過(guò)鋁質(zhì),富集Rb、Ba、Th、U、Pb等大離子親石元素,虧損Nb、P、Ti等高場(chǎng)強(qiáng)元素。Sr-Nd-Hf同位素顯示石英二長(zhǎng)斑巖源區(qū)為虧損地幔,加里東期花崗斑巖來(lái)源于古老地殼物質(zhì)部分熔融,黑云母二長(zhǎng)花崗巖和流紋巖為殼�；旌蟻�(lái)源。鹿鳴鉬礦床的礦體主要產(chǎn)于二長(zhǎng)花崗巖中,輝鉬礦以細(xì)脈或石英-輝鉬礦脈的形式產(chǎn)出。自巖體中心向外依次形成石英-鉀長(zhǎng)石化→石英-黃鐵礦-黑云母化→絹云母化→青磐巖化的蝕變分帶。成礦作用經(jīng)歷了四個(gè)階段：石英-鉀長(zhǎng)石階段→石英-輝鉬礦階段→石英-黃鐵礦階段→碳酸鹽階段。第Ⅰ階段成礦流體均一溫度主要為320℃～400℃C,鹽度為3.7～12.8wt% NaCl eqv,δD=-89.1‰～-85.7‰,δOH2O=6.3‰～7.4‰;第Ⅱ階段流體均一溫度集中在300℃～340℃,鹽度為1.7～83 wt%NaCl eqv,δD=-84.6‰～80.4‰,δ18OH2O=2.4‰～3.6‰；第Ⅲ階段流體均一溫度峰值為220℃C-260℃C,鹽度為3.1～7.3 wt% NaCl eqv,δD=-80‰ ～-79.1‰,δOH2O=0.4‰。表明成礦流體以巖漿水為主,隨著成礦作用的演化,大氣降水的加入逐漸增多。輝鉬礦Re-Os等時(shí)線年齡為177.9±2.6 Ma,與賦礦的二長(zhǎng)花崗巖的鋯石U-Pb年齡(180.7±1.6 Ma)相吻合。礦區(qū)的二長(zhǎng)花崗巖為鉀玄巖系列,弱過(guò)鋁質(zhì),相對(duì)富集Rb、Th、U、Pb等大離子親石元素,虧損Ba、Nb、Ta、P、Ti等元素。Sr-Nd-Hf同位素顯示二長(zhǎng)花崗巖的巖漿起源于殼幔物質(zhì)的混合。鹿鳴鉬礦與徐老九溝鉛鋅礦成礦時(shí)代-致、空間分布相鄰、成礦巖體性質(zhì)相似,二者構(gòu)成一個(gè)斑巖型鋁-矽卡巖型鉛鋅成礦系列。在典型礦床研究的基礎(chǔ)上,結(jié)合其他已有的研究資料,厘定了大興安嶺北段→小興安嶺地區(qū)斑巖型銅、鉬礦床的主要成礦時(shí)代。提出斑巖型銅礦的主成礦期為510～470 Ma和～180Ma,前者代表性礦床為多寶山銅礦和銅山銅礦,后者以烏奴格吐山銅鉬礦為代表。斑巖型鉬礦的主成礦期為～180 Ma和150～130 Ma,前者以鹿鳴鉬礦、霍吉河鉬礦、太平川銅鉬礦、翠嶺鋁礦為代表,后者以岔路口鉬多金屬礦、太平溝鉬礦、興阿鉬銅礦等礦床為代表。研究區(qū)斑巖型銅、鉬礦床的成礦作用具有多旋回性、繼承性和新生性,隨著時(shí)間演化,成礦元素的演化趨勢(shì)為銅(510～470 Ma)一鉬(銅)(-180 Ma)→鉬(150～130 Ma)根據(jù)已探明礦床的位置,總結(jié)了研究區(qū)斑巖型銅、鉬礦床的空間分布規(guī)律。認(rèn)為額爾古納地塊以斑巖型銅(金)和銅(鉬)成礦作用為主,北興安地塊以大規(guī)模的斑巖型銅和斑巖型鉬成礦作用為特征,小興安嶺地區(qū)以斑巖型鉬礦為主。自北西向南東,礦種的變化趨勢(shì)為斑巖型銅(金、鉬)礦→斑巖型銅、鋁礦→斑巖型鉬礦。結(jié)合研究區(qū)的大地構(gòu)造演化歷史,總結(jié)了斑巖型銅、鉬礦床成巖成礦的地球動(dòng)力學(xué)背景。古亞洲洋的演化期間,在大興安嶺北段-小興安嶺地區(qū)并沒(méi)有大規(guī)模的巖漿巖出露,但形成了以多寶山、銅山為代表的斑巖型銅礦床。蒙古-鄂霍次克洋的演化對(duì)研究區(qū)的影響相對(duì)較小,大興安嶺最北端(額爾古納地區(qū))的中侏羅世巖漿活動(dòng)和斑巖型銅-鉬礦床的成礦作用可能與之有關(guān),如太平川銅鉬礦、烏奴格吐山銅鋁礦等。西太平洋的演化則引起了區(qū)內(nèi)大規(guī)模的巖漿活動(dòng)和斑巖型鉬礦床的成礦作用,包括北興安地塊和小興安嶺地區(qū)的侏羅紀(jì)巖漿活動(dòng)和成礦作用,以及大興安嶺地區(qū)主要的早白堊世火山-巖漿活動(dòng)與斑巖型鉬多金屬礦和火山熱液型金礦的成礦作用。對(duì)斑巖型銅、鉬礦床成巖成礦作用的對(duì)比研究認(rèn)為,區(qū)內(nèi)斑巖型銅、鉬礦床的成礦深度均小于3 km,成礦作用一般都經(jīng)歷了四個(gè)階段：石英-鉀長(zhǎng)石階段→石英-黃銅礦(或/和輝鉬礦)階段→石英-多金屬硫化物階段→石英-碳酸鹽(-螢石)階段。二者成礦物質(zhì)均來(lái)源于巖漿,具有相似的圍巖蝕變類型和分帶特征,成礦流體性質(zhì)相似,隨著成礦作用的進(jìn)行,均由巖漿水向大氣降水演化。然而,斑巖型銅礦床和斑巖型鉬礦床除了在成礦時(shí)代和空間分布上有較明顯差別外,其成礦巖體特征也存在一定差異。主要表現(xiàn)在：斑巖型銅礦床的成礦巖體主要為中酸性巖,準(zhǔn)鋁質(zhì)-過(guò)鋁質(zhì),屬高鉀鈣堿性系列的Ⅰ型花崗巖,成巖溫度主要為650℃～750℃,巖漿來(lái)源為幔源：斑巖型鉬礦床的成礦巖體主要為酸性巖,準(zhǔn)鋁質(zhì)-過(guò)鋁質(zhì),屬高鉀鈣堿性系列-鉀玄巖系列,為Ⅰ型或S型花崗巖,成巖溫度主要為750℃～800℃,巖漿為殼�；旌蟻�(lái)源。最后,根據(jù)斑巖型銅、鉬礦床的時(shí)空分布規(guī)律及區(qū)域巖漿巖的發(fā)育情況,探討了區(qū)內(nèi)斑巖型銅、鉬礦床的找礦方向。斑巖型銅礦床的重點(diǎn)找礦區(qū)域?yàn)槎鄬毶?大新屯地區(qū)、伊春-延壽地區(qū)、黑河-嫩江地區(qū)及額爾古納地塊；斑巖型鋁礦床的重點(diǎn)找礦區(qū)域?yàn)楸迸d安地塊的興隆-韓家園子地區(qū)、小興安嶺的鐵力地區(qū)和遜克地區(qū)。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：P618.41;P618.65

【參考文獻(xiàn)】

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4 羅照華;莫宣學(xué);盧欣祥;陳必河;柯珊;侯增謙;江萬(wàn);;透巖漿流體成礦作用——理論分析與野外證據(jù)[J];地學(xué)前緣;2007年03期

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6 陳衍景;張成;李諾;楊永飛;鄧軻;;中國(guó)東北鉬礦床地質(zhì)[J];吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(地球科學(xué)版);2012年05期

7 ;Tectonic setting of the Helong Block: Implications for the northern boundary of the eastern North China Craton[J];Science in China(Series D:Earth Sciences);2005年10期

8 毛景文,張作衡,余金杰,王義天,牛寶貴;華北及鄰區(qū)中生代大規(guī)模成礦的地球動(dòng)力學(xué)——背景:從金屬礦床年齡精測(cè)得到啟示[J];中國(guó)科學(xué)(D輯:地球科學(xué));2003年04期

9 ;Zircon SHRIMP U-Pb ages of the “Xinghuadukou Group” in Hanjiayuanzi and Xinlin areas and the “Zhalantun Group” in Inner Mongolia,Da Hinggan Mountains[J];Chinese Science Bulletin;2007年08期

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本文編號(hào)：2785295